Ученые у растительного руля

Много странного и необъяснимого - это на страницах фантастических книг. Наука хороша тем, что заботиться об объяснениях. Тем не менее, некоторые достижения ученых все еще выглядят как чудо.

Микрозелень в Красноярске

Научные специалисты из Красноярска впервые достигли успешного урожая микрозелени с применением метода аэропоники. Этот метод позволяет регулировать полезные свойства выращенных растений путем изменения состава и температуры раствора.

Лаборатория сити-фарминга Института гастрономии Сибирского федерального университета (СФУ) в Красноярске стала первой в регионе, которая успешно использовала аэропонную установку высокого давления для получения урожая микрозелени.

Аэропоника - это метод выращивания растений в воздушной среде без использования почвы. В отличие от гидропоники, где используется вода с минералами, аэропоника использует только аэрозольное опрыскивание корней специальными форсунками. Это позволяет экономить энергию и ресурсы.

Иван Тимофеенко, заведующий лабораторией, пояснил, что корни растений в аэропонной системе постоянно находятся в воздухе, и питательный раствор регулярно подается через форсунки. Этот процесс обеспечивает растения необходимыми питательными веществами, кислородом и углекислым газом, что способствует быстрому росту и развитию.

Специалист подчеркнул, что изменяя уровень влажности, температуры и состав питательных растворов, можно оптимизировать содержание полезных для человека веществ, таких как фитонутриенты. На данный момент в СФУ с использованием метода аэропоники выращиваются четыре вида микрозелени: руккола, тат-сой, пак чой и мизуна.

Одним из преимуществ аэропоники является ее экологичность по сравнению с другими методами. Для обеспечения растений питанием требуется меньше воды и питательных элементов. Это делает метод более эффективным и устойчивым к долгосрочному использованию.

Исследователь также подчеркнул перспективы использования аэропоники в различных областях, включая пищевую промышленность, фармакологию и косметологию. Он отметил, что этот метод может быть полезен даже для выращивания растений в условиях длительных космических полетов.

Согласно эксперту, среди недостатков аэропоники выделяются высокие затраты на начальное оборудование и необходимость проведения сложных инженерных расчетов для обеспечения последующей поддержки технологии.

Денис Усик отметил, что аэропоника предпочтительна, когда требуется выращивать большой объем зелени или ускорять накопление биологически активных веществ (БАВ). Однако, если целью является выращивание сельскохозяйственных культур до полного товарного вида, более эффективным и дешевым методом может быть гидропоника, такая как проточная система или система прилив-отлив.

Специалист также подчеркнул, что циклы роста на гидропонике обычно более быстрые по сравнению с традиционными методами выращивания сельскохозяйственных культур. Он заключил, что успешное применение каждой технологии зависит от правильного выбора области ее использования.

Первоначально метод аэропоники был описан русским ботаником Владимиром Арциховским в 1911 году. С тех пор аэропоника привлекла внимание, и в 1990-х годах NASA начала исследования этой технологии для эффективного выращивания продуктов питания как на Земле, так и в космосе.

В 2000 году российский ученый Юрий Мартиросян разработал универсальную аэропонную установку «Урожай-9000» для ускоренного размножения оздоровленного семенного картофеля и других сельскохозяйственных культур. С тех пор аэропоника стала широко используемой технологией в агрономии по всему миру, включая применение в космической промышленности и на Международной космической станции (МКС).

Ученые из Дальневосточного федерального университета (ДВФУ) создали новое удобрение на основе дальневосточной водоросли анфельции для выращивания растений в беспочвенной среде. Это удобрение предназначено для использования в гидропонных системах, где растения получают питательные вещества из специальных растворов. Ученые подчеркнули, что разработанный раствор обогащен микроэлементами и фульвовой кислотой, что способствует эффективному росту растений, при этом исключая наличие патогенов в растворе.

Теплица в Арктике

Благодаря новейшим российским разработкам стало возможным выращивание овощей, ягод и зелени в самом холодном месте на Земле.

С начала февраля 2020 года ученые из Российской антарктической экспедиции Арктического и антарктического научно-исследовательского института (ААНИИ), совместно с Агрофизическим научно-исследовательским институтом (АФИ) и Институтом медико-биологических проблем РАН, проводят эксперимент «Растения» на антарктической станции «Восток». В ноябре 2023 года эксперимент успешно завершился, как сообщили Baltnews в пресс-службе ААНИИ.

В рамках эксперимента в Антарктиде была успешно испытана система выращивания 80 сортов различных листовых и листостебельных овощных культур. Среди них такие как щавель, руккола, листовая капуста, кресс-салат, горчичные листья, репа, амарант, мангольд, портулак, петрушка, укроп, базилик, шпинат и другие.

С использованием фитотехнологического комплекса, специально разработанного Агрофизическим институтом для станции "Восток", ученые создали оптимальные условия для растений, поддерживая оптимальные температуру и влажность воздуха. Для выращивания использовались тонкослойные почвозаменители, питательные растворы и специальное освещение с солнечным спектром. При выборе растений для эксперимента учитывались их высокие вкусовые характеристики, скорость развития, урожайность и способность к адаптации к низкому атмосферному давлению и дефициту кислорода.

«Наша система выращивания растений продемонстрировала высокие показатели производительности и качества продукции при невысоких энергозатратах на единицу площади, по сравнению с отечественными и зарубежными аналогами», - подчеркнул Юрий Чесноков, директор Агрофизического научно-исследовательского института.

Эксперимент продемонстрировал высокую урожайность в современных тепличных комплексах, созданных российскими учеными. В год на квадратный метр может приходиться от 60 до 90 кг салатных культур, например, 55 кг щавеля. В 2022 году было выращено 28,5 кг низкорослого томата и 9 кг перца на квадратный метр. В 2023 году ученые добились урожайности до 100 кг огурцов, 149 кг листовой капусты, а также других овощных культур на квадратный метр, а также 29 кг томатов и 11 кг сладкого перца.

Важно подчеркнуть, что разработанная технология выращивания растений в фитотехкомплексах спроектирована так, чтобы с ней могли справиться даже неспециалисты. Эти фитотехкомплексы могут быть легко адаптированы к различным пространствам и применены для выращивания сельскохозяйственных, лекарственных и декоративных растений, как подчеркнула научный руководитель эксперимента, Гаянэ Панова, заведующая отделом светофизиологии растений и биопродуктивности агроэкосистем АФИ.

В июле 2023 года ученые Института медико-биологических проблем РАН завершили успешный эксперимент по выращиванию арбузов на антарктической станции «Восток». За 103 дня удалось вырастить восемь спелых и сладких арбузов на шести растениях. Выбор сортов, опыление и уход за растениями проводились в условиях Антарктиды. По словам Андрея Теплякова, ведущего геофизика ААНИИ на станции «Восток», результаты впечатляющие, а арбузы оказались не хуже домашних по вкусу и аромату. Фитотехкомплекс позволил получить до 40 кг арбузов в год на одном квадратном метре.

В 2023 году также был собран урожай огурцов на станции: 16,5 кг за 60 дней с момента посева семян на квадратном метре. Этот результат сравним или даже превосходит урожайность современных теплиц с регулируемыми условиями и искусственным светом. В настоящее время проводятся исследования по выращиванию лесных ягод на биополигоне в АФИ, а третий фитотехкомплекс, после отработки методики, будет отправлен на станцию «Восток».

Совместный проект «Растения», реализуемый тремя институтами, принесет не только конкретную выгоду в виде свежих овощей, ягод и зелени для антарктических исследователей, но также оказывает положительное воздействие на их эмоциональное состояние. Директор ААНИИ, Александр Макаров, отмечает, что на станции «Восток», где царит полярная ночь, низкие температуры и ограниченное пространство, проект становится дополнительным источником психологического комфорта. Идея внедрения выращивания растений на всех российских полярных станциях обсуждается уже давно, и текущие эксперименты предоставляют возможность создать базу данных для дальнейшего точного расчета эффективности и стоимости внедрения подобных проектов. Александр Макаров подчеркнул, что работы в этом направлении будут продолжены.

Миф о сельдерее

The Guardian: Биолог Майкл Брендли опровергает «популярный миф» о сельдерее.

Существует мнение, что некоторые продукты обладают свойствами «отрицательной калорийности». Однако исследования указывают на то, что это может быть лишь мифом. По данным The Guardian, биолог Майкл Брендли недавно подверг сомнению явление отрицательной калорийности. Он пояснил, что в одном из исследований было обнаружено, что сельдерей предоставляет организму больше энергии, чем тратится на его усвоение и переваривание.

Феномен отрицательной калорийности ранее приписывался также огурцам, грейпфрутам и даже брокколи. Ученые решили провести эксперимент, чтобы выяснить некоторые детали.

В течение десяти дней эксперты не предоставляли пищу ящерицам, а затем предложили сельдерей. Результаты показали, что около 43 процентов питательных веществ из продукта не усвоились ящерицами, а 33 процента было затрачено на переваривание. Тем не менее, несмотря на эти потери, рептилии все равно получили четверть калорий, что свидетельствует о том, что они извлекли энергию из сельдерея.

Брендли при этом подчеркивает пользу сельдерея и утверждает, что этот продукт можно включить в рацион для поддержания здорового веса или снижения избыточного веса.

Морковка из Зауралья

В учреждении ГАУ Северного Зауралья тюменские ученые успешно создали новый сорт моркови под названием «Корейская закуска». Семена этого сорта уже доступны для приобретения. Ученые провели сортоиспытания не только для этой моркови, но и для других овощей, таких как картошка сорта «Тюменский», сладкий перец «Уральский самоцвет» и огурцы «Китайский дракон». Согласно данным инфоцентра правительства региона, новый сорт моркови «Корейская закуска» был внесен в Госреестр в 2023 году и отличается высоким содержанием каротина – до 18,6 мг на 100 г сырого вещества (в сравнении со средними показателями 16-17 мг). Этот сорт имеет крупные корнеплоды, окрашенные в яркий оранжевый цвет, достигающие веса до 210 грамм. Урожайность сорта составляет 430-593 центнера на гектар, что превышает стандарты сортов «Шантенэ 2461» и «Вита Лонга» на 25-64 центнера на гектар. При соблюдении температурного режима сохранность урожая зимой достигает 95%, что является важным критерием для потребителей и сельскохозяйственных производителей.

Источник: «АПК Эксперт. Растениеводство»